(57)【要約】【解決手段】  制振枕木（１４）は、有機高分子材料からなる制振シート層（１）と、制振シート層（１）の片面に貼り合わされた金属製拘束層（２）とよりなる積層体（３）が、制振シート層（１）側において枕木（５）の上面のレール（１３）間の部分、側面、及び／又は底面に貼り合わせられ（好ましくは、積層体（３）が分割されて貼り合わせられ）、金属製拘束層（２）の上面および両側面に絶縁材料（４）が被覆されてなるものである。【効果】  本発明による制振枕木は、拘束層をヤング率の大きな金属で構成したので、損失係数が高くなり、良好な制振性を示すことができる。また、金属製拘束層の上面および両側面に絶縁材料が被覆されているので、制振シート層と金属製拘束層とからなる積層体がレールに接触しても、２本のレールの電気絶縁性が保たれ、レール間の導通による誤信号発信の恐れがない。また、荷重が負荷され枕木が撓んだ場合に、制振材が剥がれ難い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
枕木の上面のレール間の部分、側面、及び／又は底面に、有機高分子材料からなる制振シート層と金属製の拘束層とからなる積層体が制振シート層にて貼り合わされ、拘束層の上面および両側面に絶縁材料が被覆されてなる、制振枕木。
【請求項２】
積層体が複数に分割されて貼り合わされ、制振枕木の撓みに追従可能とされていることを特徴とする請求項１記載の制振枕木。
【請求項３】
有機高分子材料が塩素含有熱可塑性樹脂と塩素化パラフィンからなる樹脂組成物である、請求項１又は２記載の制振枕木。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は制振性能を有し、騒音の発生を抑制することができる鉄道用枕木に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から列車の走行に伴って枕木から発生する騒音が問題となっており、その解決策として特許文献１には、金属製の枕木の表面に制振性を有する樹脂組成物からなる制振材層と、該制振材層の上に硬質樹脂層を設けて拘束層として作用させ、これらの層の制振効果により枕木からの騒音発生を抑制する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平７−２１６８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に拘束型の制振材は拘束材料のヤング率が大きいほど良好な制振性を示す。特許文献１の方法では拘束層として作用する層は硬質樹脂で構成されているので、ヤング率が比較的小さく、したがって制振効果が低い。拘束層として作用する層をヤング率の大きい金属層とすると、得られた制振枕木の表面に金属層が露出することになる。この結果、金属層のために２本のレールの電気絶縁性が保たれず、レール間の導通により誤った信号が発せられ、これに起因する事故が起こる恐れがある。
【０００４】
また、列車通過時など制振枕木に荷重が負荷された場合に、枕木が撓むことにより制振材が剥がれやすくなることがあった。
【０００５】
本発明は、従来技術の上記のような問題を解決することができる制振枕木を提供すると共に、荷重が負荷され枕木が撓んだ場合に、制振材が剥がれ難くくすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による制振枕木は、枕木の上面のレール間の部分、側面、及び／又は底面に、有機高分子材料からなる制振シート層と金属製の拘束層とからなる積層体が制振シート層にて貼り合わされ、拘束層の上面および両側面に絶縁材料が被覆されてなるものである。
【０００７】
また好ましくは、本発明の制振枕木は、上記積層体が複数に分割されて貼り合わされ、制振枕木の撓みに追従可能とされているものである。
【０００８】
この場合には、例えば図４（ｂ）のように、列車通過時の荷重により制振枕木が撓んだ場合にも積層体と枕木との貼り合わせが確実になり、剥がれ難くなる点で好ましい。
【０００９】
本発明で用いられる有機高分子材料は、好ましくは塩素含有熱可塑性樹脂と塩素化パラフィンからなるものである。
【００１０】
有機高分子材料の好ましい例は、塩素含量が２０〜７０重量％で、ＤＳＣ法によって測定した結晶化度が５Ｊ／ｇ以上で、かつ、重量平均分子量が４０万以上である塩素含有熱可塑性樹脂１００重量部に対して、塩素含量が３０〜７５重量％で、かつ、数平均炭素数が１２〜５０である塩素化パラフィン２００〜１０００重量部と、無機質充填剤４００〜１０００重量部を配合してなるものである。
【００１１】
有機高分子材料の一構成成分である塩素含有熱可塑性樹脂としては、塩素を２０〜７０重量％含有する熱可塑性樹脂が好ましい。塩素含有熱可塑性樹脂の塩素含量が２０重量％未満であると、同樹脂の結晶が成長し易くなるため、貯蔵弾性率が高くなって損失正接（ｔａｎδ）の値が小さくなり、制振性能が低下する。塩素含量が７０重量％を越えると、分子間力が強くなりすぎるため、貯蔵弾性率が高くなって損失正接の値が小さくなり、制振性能が低下する。
【００１２】
塩素含有熱可塑性樹脂は、塩素以外の置換基、例えば、シアノ基、水酸基、アセチル基、メチル基、エチル基、臭素、フッ素等を５重量％以下の範囲で含んでいてもよい。このような塩素以外の置換基の割合が５重量％を越えると、制振性能が低下する恐れがある。
【００１３】
塩素含有熱可塑性樹脂の具体例としては、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
【００１４】
塩素含有熱可塑性樹脂の重量平均分子量は好ましくは４０万以上である。この重量平均分子量が４０万未満であると、塩素化パラフィンを２００重量部以上配合した場合に制振シートがその形状、強度を保持することが困難となるためである。
【００１５】
塩素含有熱可塑性樹脂のＤＳＣ法によって測定した結晶化度は好ましくは５Ｊ／ｇ以上である。この結晶化度が５Ｊ／ｇ未満であると、高い使用温度において樹脂組成物が流動を起こし易くなるためである。また結晶化度の上限は特に限定されないが、結晶化度が高くなりすぎると貯蔵弾性率が高くなり損失正接の値が小さくなって制振性能が低下する恐れがあるため、結晶化度は５０Ｊ／ｇ以下であることが好ましい。
【００１６】
有機高分子材料のもう一つの構成成分である塩素化パラフィンとしては、塩素含量３０〜７５重量％のものが好ましい。塩素含量が上記範囲外であると、塩素含有熱可塑性樹脂との相溶性が悪くなり、制振シート層が制振性能を発揮し難くなるためである。
【００１７】
塩素化パラフィンの数平均炭素数は好ましくは１２〜５０である。数平均炭素数が１２未満であると塩素化パラフィンがブリードアウトを起こし易く、制振性能が経時的に低下する恐れがあり、また数平均炭素数が５０を超えると粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難なためである。
【００１８】
塩素化パラフィンは、塩素含量が３０〜７５重量％、かつ、数平均炭素数が１２〜５０であるものを複数種組み合わせて使用することもできる。
【００１９】
有機高分子材料は無機質充填剤を含むことが好ましい。無機質充填剤は特に限定されないが、入手のし易さ、制振性の発現のし易さなどの点から、炭酸カルシウム、マイカなどが好ましい。無機質充填剤の粒径も特に限定されないが、樹脂組成物中への分散性、制振性の発現のし易さなどの点から、平均粒子径が１００〜１０００００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００２０】
金属製の拘束層は、ヤング率の高いものであればよく、例えば、鉛、鉄、鋼材（ステンレス鋼を含む）、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）等の金属材料からなる拘束層が用いられる。金属拘束層のサイズは制振シート層を同じであることが好ましい。
【００２１】
絶縁材料は、金属製拘束層の上面および両側面に被覆される。金属製拘束層がレールに接触しないようにするには絶縁材料は金属製拘束層の両側面に被覆する必要がある。絶縁材料の厚みは特に限定されるものではないが、絶縁性能を有しかつ施工性を低下させない範囲、例えば１〜１０００μｍが好ましい。絶縁材料の例として、市販の絶縁ワニス、絶縁塗料、樹脂フィルム等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による制振枕木は、拘束層をヤング率の大きな金属で構成したので、損失係数が高くなり、良好な制振性を示すことができる。
【００２３】
また、金属製拘束層の上面および両側面に絶縁材料が被覆されているので、制振シート層と金属製拘束層とからなる積層体がレールに接触しても、２本のレールの電気絶縁性が保たれ、レール間の導通による誤信号発信の恐れがない。
【００２４】
更に、積層体が複数に分割されて貼り合わされた場合には、荷重が負荷され枕木が撓んだ場合に、制振材が剥がれ難くい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２６】
実施例１
図１において、制振枕木（１４）は、有機高分子材料からなる制振シート層（１）と、制振シート層（１）の片面に貼り合わされた金属製拘束層（２）とよりなる積層体（３）が、制振シート層（１）側において枕木（５）の上面のレール（１３）間の部分に貼り合わせられ、金属製拘束層（２）の上面および両側面に絶縁材料（４）が被覆されてなるものである。
【００２７】
制振シート層（１）は、高密度ポリエチレンを水懸濁法により後塩素化して得た塩素化ポリエチレン（重量平均分子量５０万、塩素含量４０重量％、ＤＳＣ法によって測定した結晶化度１０Ｊ／ｇ）１００重量部と、塩素化パラフィン（味の素ファインケミカル社製、商品名「エンパラＫ５０」、塩素含量５０重量％、数平均炭素数１４）４００重量部と、炭酸カルシウム（丸尾カルシウム社製、商品名「Ｒ重炭」）４００重量部とをロール練り機を用いて１２０℃で混練し、得られた樹脂混練物を１４０℃でプレスして、厚み１．０ｍｍのシートに成形したものである。
【００２８】
積層体（３）は、この制振シート層（１）に、金属製拘束層（２）として厚み０．３ｍｍの鋼板（中村商事社製、縦弾性係数２５０ＧＰａ）を、制振シート層（１）の粘着性を利用して貼り合わせて作製したものである。
【００２９】
この積層体（３）を、枕木（５）（積水化学社製、商品名「ＦＦＵ枕木」、サイズ：２０ｃｍ×１４ｃｍ×２４０ｃｍ）の外面全体に、制振シート層（１）を内側にして制振シート層（１）の粘着性を利用して貼り合わせた。
【００３０】
絶縁材料（４）は、拘束層（２）の上面および両側面に絶縁塗料（久保孝ペイント社製、商品名「ＦＤコート」）を厚み２０μｍで塗布して形成したものである。
【００３１】
制振評価試験
実施例１で用いた制振シート層（１）と金属製拘束層（２）とよりなる積層体（３）を、制振シート層（１）側において枕木（５）の全面に貼り合わせ、金属製拘束層（２）の表面全体に絶縁塗料を塗布して絶縁材料（４）を被覆した。こうして得られた制振枕木（６）を制振評価装置の一対の鉄桁（７）の上に掛け渡し、フックボルト（８）で固定した。制振枕木（６）の上面に模擬レール（９）を置き、これを加振装置（１０）のインパルスハンマー（１１）で叩いて振動させた。インパルスハンマー（１１）と枕木下面に設けた突起（１２）において、１／３オクターブバンド周波数、２００〜２５００Ｈｚの振動加速度レベルの加算平均レベルで振動加速度レベルを測定した。また、上記積層体（３）および絶縁材料（４）を有しない枕木（ブランク枕木）についても、上記と同じ方法で振動加速度レベルを測定した。測定結果は制振枕木では１１０ｄＢ、ブランク枕木では１１２ｄＢであった。
【００３２】
実施例２
図５に示すように、積層体（３）を４分割して枕木（５）の両側面、及び底面に貼り合わせたこと以外は実施例１と同様にした。
【００３３】
絶縁材料（４）は、積層体（３）の上面および両側面に絶縁塗料（久保孝ペイント社製、商品名「ＦＤコート」）を厚み２０μｍで塗布して形成し、制振枕木（６）を作成した。
【００３４】
制振評価試験
上記により得られた制振枕木（６）を図３に示すように、制振評価装置の一対の鉄桁（７）の上に掛け渡し、フックボルト（８）で固定した。制振枕木（６）の上面に模擬レール（９）を置き、これを加振装置（１０）のインパルスハンマー（１１）で叩いて振動させた。インパルスハンマー（１１）と枕木下面に設けた突起（１２）において、１／３オクターブバンド周波数、２００〜２５００Ｈｚの振動加速度レベルの加算平均レベルで振動加速度レベルを測定した。また、上記積層体（３）および絶縁材料（４）を有しない枕木（ブランク枕木）についても、上記と同じ方法で振動加速度レベルを測定した。測定結果は制振枕木では１１０ｄＢ、ブランク枕木では１１２ｄＢであった。
【００３５】
３点曲げ疲労試験
更に、４分割した積層体を枕木の両側面のみに貼り合わせた（各々の積層体の長さ５９５ｍｍ、間隔５ｍｍ）こと以外は上記と同様にして制振枕木（６）を作成し、図６に示すような３点曲げ試験（制振枕木の長さ２４００ｍｍ、支持スパン間隔１６００ｍｍ、載荷重８０００ｋｇｆ、載荷中心部撓み量１０ｍｍ）を繰り返して疲労試験を行った。また、積層体（３）を分割していない枕木についても、上記と同じ方法で３点曲げ疲労試験を行った。試験結果は積層体を分割した制振枕木では１０６サイクル繰り返し後においても積層体の剥がれが全く観測されなかったのに対し、積層体を分割していないものでは１サイクル繰り返し時点で積層体の剥がれが観測された。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１による制振枕木を示す正面図である。
【図２】図１の要部を示す拡大断面図である。
【図３】制振評価試験を示す正面図である。
【図４】積層体を分割した場合の制振枕木を例示する説明図であり、（ａ）はレールに荷重の無い平常時の模式図であり、（ｂ）は列車通過時に荷重が負荷された状態を示す模式図である。
【図５】実施例２の制振評価試験に用いた制振枕木を説明する模式図である。
【図６】実施例２の３点曲げ披露試験を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００３７】
（１）  ：制振シート層
（２）  ：拘束層
（３）  ：積層体
（４）  ：絶縁材料
（５）  ：枕木
（１３）：レール
（１４）：制振枕木
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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